DE2339222C3

DE2339222C3 - Verwendung eines Gemisches aus einer wäßrigen Lösung eines Polyvinylalkohols, einer hydrophoben Lösung einer Isocyanatverbindung und/oder eines Isocyanatpolymeren sowie ggf. Füllstoffen, herkömmlichen Additiven, einer wäßrigen Emulsion eines Vinylacetatpolymeren und/oder eines wäßrigen Latex eines Butadienpolymeren als Klebstoff

Info

Publication number: DE2339222C3
Application number: DE2339222A
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Hino Tokio/Tokyo Miyazaki; Makoto Toyama Shiraishi
Original assignee: Koyo Sangyo Co Ltd Tokio/tokyo; Koyo Sangyo Co Ltd; Kuraray Co Ltd; Asahi Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1972-08-05
Filing date: 1973-08-02
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE2339222A1; FR2196378A1; FR2196378B1; DE2339222B2; GB1423558A; IT992846B

Description

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2. Verwendung eines Gemisches nach Anspruch 1 als Klebstoff für die Herstellung von Sperrholz oder zur Verarbeitung von Sperrholz, für Schreinerarbeiten sowie zur Verbesserung des Haftens von Mctallfolien. Papier, Fasern oder dergleichen.

Derzeit werden überwiegend Harnstoffharze, MeIamin/Harnstoff-Cokondensationsharze sowie Phenolharze als Klebstoffe zur Herstellung von Sperrholz verwendet Diese Klebstoffe werden infolge ihres niedrigen Preises sowie ihrer relativ guten Wasserwiderstandsfähigkeit in breitem Umfange eingesetzt. Es wurde jedoch gefunden, daß ein Abdampfen von restlichem Formaldehyd (nachfolgend als »Formalin« bezeichnet) aus dem Klebstoff in nachteiliger Weise die Umgebung innerhalb von Sperrholzfabriken beeinträchtigt, desgleichen Wohnungen, in denen Formalin aus Möbeln austritt, da Formalin nachteilige Wirkungen auf den menschlichen Körper ausübt Es wurden bisher verschiedene Versuche unternommen, um die Erzeugung von Formalin herabzusetzen, diese Versuche sind jedoch weitgehend fehlgeschlagen, da es im Prinzip unmöglich ist, die Erzeugung von Formalin völlig zu unterbinden. Darüber hinaus können wechselnde Bedingungen beim Heißverpressen während der Erzeugung von Sperrholz eine unvollständige Härtung des Klebstoffes zur Folge haben, so daß anschließend Formalin erzeugt wird. Daher ist die Verwendung von Kondensationsharzen, die Formalin enthalten, bei der Herstellung von Sperrholz erheblich eingeschränkt worden.

Andere Klebstoffe, die kein Formalin enthalten, wie beispielsweise Klebstoffe auf Protein- oder Polyvinylacetatbasis, sind im allgemeinen infolge ihrer schlechten Wasserwiderstandsfähigkeit nicht geeignet

Ein anderer Klebstoff, der bisher zur Herstellung von Sperrholz verwendet worden is: und kein Formalin enthält, ist ein Polyvinylalkohol (nachstehend als PVA bezeichnetyisocyanatsystem, das in der US-PS 22 77 083 beschrieben wird.

Gemäß dieser US-PS werden PVA und Isocyanat in Kombination in einem nächtwäßrigen Medium verwendet Beispielsweise verläuft die Herstellungsmethode gemäß Beispiel 2 dieser US-PS wie folgt: Nach einem Aufbringen einer wäßrigen Lösung von PVA auf ein einzelnes Brett und nach einem Trocknen wird eine Lösung von Hexamethylendüsocyanat in Toluol auf die PVA-Schicht aufgebracht Indem mehrere Lagen auf diese Weise laminiert werden, wird Sperrholz hergestellt Auf diese Weise ist es im allgemeinen, unmöglich, ein Sperrholz mit ausreichender Klebstoffestigkeit herzustellen, wie dies auch anhand eines Vergleichsbeispieles hervorgeht, das in dieser Patentschrift aufgeführt ist
Obwohl es eine bekannte Tatsache ist, daß verwandte

ίο Isocyanatverbicdungen leicht mit Verbindungen mit einem aktiven Wasserstoff reagieren, wurden Isocyanate bisher nicht als wasserfestmachende Komponente in einem Klebstoff in einem wäßrigen Medium eingesetzt, und zwar aas dem Grund, da sie sich nicht nur beim Vermischen mit Wasser leicht zersetzen, so daß Kohlendioxidgas erzeugt wird und ein im wesentlichen nicht verarbeitbares System erhalten wird, sc.idern auch keine guten Wirkungen bezüglich Stabilität und Wasserfestigkeit erwartet werden.

*> Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesteü!. die verstehend geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch I gelöst.
In der deutschen Patentanmeldung S 28 416 wird ein

ν Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften einer wäßrigen Dispersion eines Vinylpolymercn, beispielsweise der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser sowie der Viskositätstabilität. z.B. von Polyvinylaceiat, durch Zugabe eines Isocyanate zu dieser Dispersion bett schrieben. Es wird ausgeführt, daß ein Isocyanat in Form einer Lösung in Methylenchlorid eingesetzt werden kann und die dabei erhaltene Dispersion als Klebstoff geeignet ist. Ein Hinweis darauf, daß cine Mischung aus einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung und einer Isoeyanatlösung in einem hydrophoben Lösungsmittel als Klebstoff geeignet ist. insbesondere für Holzarbeiten, ist dieser Literaturstelle nirgends zu entnehmen. Auch eine Kombination der Lehre dieser deutschen Patentanmeldung mit derjenigen der bcrei's erwähnten US-PS

■«ι 22 77 083 konnte nicht zu der erfindungsgemäß gewonnenen Erkenntnis anregen, daß eine Mischung aus einer wäßrigen Lösung von PVA oder einer wäßrigen Polymerdispersion, die PVA enthält, und einer hydrophoben Lösung einer Isocyanaivcrbindung als Klebstoff geeignet ist, der eine ausgezeichnete Wasserfestigkeit besitzt und eine hervorragende Anfangsklcbefcstigkeit bedingt. Die in der erwähnten US-PS beschriebene Erfindung beruht nämlich auf der Erkennlnis, daß kein Wasser in einem Polyisocyanaisystem zugegen sein sollte, so

so daß es nicht naheliegend war, die Polyisocyanate in eine wäßrige Lösung eines Polyvinylalkohol einzubringen. Es findet sich auch nirgends ein Hinweis auf den Kinsut/. einer Mischung aus einer Lösung eines Polyvinylalkohol in einem Lösungsmittel wie Wasser oder einem

SS Alkohol und einer hydrophoben Lösung eines Polyisocyanate. Wird eine Lösung aus Polyvinylalkohol in Wasser oder Alkohol verwendet, so wird in der Weise verfahren, daß eine Beschichtung mit einer Lösung von Polyvinylalkohol durchgeführt wird, worauf man das

ν> Losungsmittel verdampfen läßt und dann eine Beschichtung mit der Lösung des Polyisocyanats durchführt, wie insbesondere dem Beispiel 2 zu entnehmen ist. GcmiiU der erwähnten deutschen Patentanmeldung wird ein hydrophobes; Polyisocyanat in eine wäßrige Emulsion von

t>5 Polyvinylacetat eingebracht. Demgemäß vermitteln diese beiden Veröffentlichungen eine widersprüchliche Aussage bezüglich des Vorliegens von Wasser. Auch in Kenntnis der deutschen Patentanmeldung war es nicht

naheliegend, die hydrophoben Polyisocyanate in ein wäüriges System einzubringen, das Polyvinylalkohol enthält oder in ein wäßriges System einzuarbeiten, das Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat enthält.

KriimhmpspemäB ist der f-insai/. von PVA sehr wich- ^% tig für eine Klebemasse, die stabil ist und darüber hinaus gute Uindcfesiigkcilcn aufweist, da nur PVA. nicht jedoch beispielsweise Cellulosederivate. Emulsionen oder l-aiiccs. die Rolle eines .Schutzkolloids zu spielen vermag, welches verhindert, daß die Isocyanatverbindung in einem solchen Ausmaße zersetzt wird, daß die Bindefcstigkeit geringer wird. Außerdem erfolgt in überraschender Weise keine Veränderung der Rolle des PVA. wenn zusätzlich eine Emulsion oder ein Latex zugesetzt wird. '>

Das zur Herstellung der hydrophoben Lösung einer Isocyanatverbindung und/oder eines Isocyanatpolymercn eingesetzte Lösungsmittel ist in Wasser kaum löslich. Das Gemisch wird in der Weise hergestellt, daß gleichmäßig die iJisung einer Isocyanatverbindung 2" und/cdcr eines isseyanstpciynicren in einer sräSrigen Lösung eines Polyvinylalkohol, einer wäßrigen Dispersion eines Vinylaceiatpolymeren und/oder eines wäßrigen Latex eines Butadienpolymeren dispergiert wird. Werden die Isocyanatverbindungen und/oder das *$ Isocyanatpolymere ohne Lösungsmittel verwendet oder in einem anderen Lösungsmittel als dem vorstehend definierten aufgelöst und in den Vinylalkohol-, Vinylacetatoder Butadienpolymcrlösungen, -emulsionen oder -latices dispergiert. dann ist es unmöglich, ein Gemisch '" zu erhalten, das eine £u?e Klebewirkung besitzt.

Erfindungsgemäß ist das Vorliegen von Wasser von Bedeutung. Wird ein anderes Lösungsmittel als Wasser für die Vinylalkohol-, Vinylacetat- od'ir Butadienpolymcrlösungen, -emulsionen oder -latices verwendet, ^ dann iäßt sich kein in zufriedenstellender Weise als Klebstoff verwendbares Gemisch herstellen.

Erfindungsgemäß kann die wäßrige Emulsion eines Vinylacctatpolymeren beispielsweise eine wäßrige Emulsion von Polyvinylacetat oder eine wäßrige ■»<> Emulsion eines Copolymere!! aus Vinylacetat und einem damit polymerisierbaren Comonomeren (beispielsweise eines Copolymeren aus Vinylacetat und Äthylen) sein.

Der wäßrige Latex des Butadienpolymeren kann beispielsweise ein wäßriger Latex eines Copolymeren 4> aus Butadien und Styrol (SBR), ein wäßriger Latex eines Copolymeren aus Butadien und Acrylnitril oder ein wäßriger Latex eines Copolymeren aus Butadien und einem anderen damit polymerisierbaren Comonomeren sein. so

Die Fcststoffkonzentration in der wäßrigen Lösung oder in dem Latex schwankt vorzugsweise zwischen 10 und 80 Gcw.-% und insbesondere zwischen 30 und 60 Gcw.%.

SBR-Latices, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind im Handel erhältlicher SBR sowie modifizierte SBR-Produkte. Die Verwendung von modifiziertem SBR. der durch Copolymerisation oder durch Anfügen einer Carboxylgruppe oder eines Carbonsäuresalzes an SBR oder durch Anfügen einer m> Hydroxylgruppe an einen SBR-Latex erhalten worden ist. oder eines anderen modifizierten SBR, der durch Anfügen von wenigstens einer funktioneilen Gruppe, ausgewählt aus Amid-, Amino-, Sulfonsäure- und Epoxygruppen sowie ihren Salzen, hergestellt worden ist, wird besonders bevorzugt Unter dem Begriff »Latex, an den eine Carboxylgruppe oder ein CarbonsSuresalz angefügt worden ist«, ist ein Latex zu verstehen, in welchem eine carboxylische Gruppe oder ein Carbonsäuresalz in wenigstens einem den Latex bildenden Polymeren oder grenzflächenaktiven Mitteln enthalten ist. Von den Carboxylgruppen enthaltenden ungesättigten Monomeren seien copolvmeristerbare ungesättigte organische Säuren, wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, {Crotonsäure, Itakonsäure, teilweise veresterte Itakonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, teilweise veresterte Maleinsäure oder dergleichen erwähnt SBR, in welchem ein Carbonsäuresalz (beispielsweise ein Natrium-, Kalium-, Kalziumöder Ammonitimsalz) durch Hinzufügen einer basischen Substanz zu einem Carboxylgruppen enthaltenden SBR gebildet worden ist, kann ebenfalls verwendet werden. Der SBR braucht nicht in notwendiger Weise eine Carboxylgruppe oder deren Salz enthalten, vielmehr kann auch eine Carboxylgruppe oder deren Salz in einem grenzflächenaktiven Mittel oder Stabilisieruiigsmittel enthalten sein, das zur Durchführung des Polymerisationsverfahrens eingesetzt wird. Als grenzflächenaktive Mitte! seien verseifte Produkte van Fettsäuren erwähnt, und zwar verschiedene Seifen.

Unter dem Begriff »Latex, dem Hydroxylgruppen zugefügt worden sind«, soll ein Latex verstanden werden, in welchem eine Hydroxygruppe in wenigstens einem den Latex bildenden Polymeren oder in einem grenzflächenaktiven Mittel enthalten ist Als Hydroxylgruppen enthaltende ungesättigte Monomere seien copolymerisierbare Monomere erwähnt, wie z. B.

Allylalkohol,

2-Hydroxyäthyl(meth}acryIat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat,

Monoallyläther,

mehrwertige Alkohole sowie

N-Methylol(meth)acrylamid

Hydroxylgruppen enthaltende Polymerlateces die nach anderen Methoden als der vorstehend erwähnten hergestellt worden sind, können verwtxdet werden. Beispielsweise kann ein Polymerlatex verwendet werden, welcher in der Weise gebildet wird, daß eine kleine Menge einer basischen Substanz einem Copolymeren zugesetzt wird, das Vinylacetat als eine Komponente enthält, wobei das Vinylacetat teilweise verseift wird, um eine Hydroxylgruppe in das Copolymere einzuführen. Die Hydroxylgruppe braucht nicht in notwendiger Weise in dem Latex bildenden Polymeren enthalten sein, vielmehr kann sie in einem grenzflächenaktiven Mittel oder Stabilisierungsmittel enthalten sein, das zur Durchführung des Polymerisationsverfahrens eingesetzt wiro. Als grenzflächenaktive Mittel seien beispielsweise Polyoxyäthylen, Alkyläther, Polyoxyäthylenalkylphenoläther, Oxyäthylen/Oxypropylen-Copolymere oder dergleichen erwähnt

Unter dem Begriff »Latex, dem wenigstens eine funktioneile Gruppe, ausgewählt aus Amino-, Amid-, Sulfonsäure- und Epoxygruppen sowie ihren Salzen, hinzugefügt worden ist«, ist ein Latex zu verstehen, in welchem eine derartige funktioneile Gruppe in wenigstens einem der den Latex bildenden Polymeren oder in einem grenzflächenaktiven Mittel enthalten ist Als ungesättigte Monomere, die eine derartige funktioneile Gruppe, wie eine Amino-, Amid-, Sulfonsäure- und Epoxygruppen, enthalten, seien copolymerisierbare Monomere, wie beispielsweise Glyzidyl(meth)acrylat, Allylglyzidyläther, Dimethylaminoäthylmethacrylate, Vinylpyridin, tert-Butylaminoäthyl(meth)acrylat, Acrylamid, Methacrylamid sowie Maleinamid erwähnt

21)

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Latices, die ein Salz (beispielsweise Aminhydrochlorid) enthalten, das durch Zugabe einer basisdien Substanz oder einer sauren Substanz zu Polymerlatices hinzugesetzt worden ist, die eine funktionell Gruppe enthalten und vorstehend beschrieben worden sind, können ebenfalls verwendet werden. Eine derartige funktioneile Gruppe braucht nicht in notwendiger Weise in dem Latex bildenden Polymeren enthalten sein, vielmehr kann sie in einem grenzflächenaktiven Mittel oder in einem Stabilisierungsmittel enthalten sein, das zur ^In Durchführung der Polymerisationsstufe eingesetzt wird. Als grenzflächenaktive Mittel seien beispielsweise

Polyacrylamid, Alkylaminsulfate, Na triummonobu tylphenylphenolsulfat, , _s Natriummonobutyldipehnyisulfat, Natriumdibutylphenylsulfat, Natriummonobutyldiphenylsulfat, Natriumdibutylphenylphenolsulfat, Natriumalkyallylsulfonat, Nätriunidcdecylbcnzclsuifonat, Natriumparaffinsulfat Natriumlaurylalkoholsulfat, Natrium-sec.-alkohol-{mit 14 Kohlenstoffato-

men)sulfat,

Natriumoctylalkoholsulfat oder dergleichen

erwähnt Diese grenzflächenaktiven Mittel können insbesondere in dem Molekül eine Amidgruppe, ei» Natriumsulfat, ein Aminsalz oder dergleichen enthalten. ™

Von den vorstehend erwähnten modifizierten SBR-Latices wird ein Latex, dem eine Carboxylgruppe oder ein Carbonsäuresalz durch Copolymerisation oder anderweitiges Hinzufügen einverleibt worden ist, bevorzugt. Der Gehalt an der Carboxylgruppe enthal- .'* tenden organischen Säure in dem Latex iiegt zwischen 0,1 und 30 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 0,2 und 15 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gesamtfeststoff gehalt. Diese Lattices können in einem wäßrigen System nach üblichen Methoden unter -*» Verwendung eines Radikale liefernden Initiators, eines grenzflächenaktiven Mittels sowie eines Einstellmittels hergestellt werden. Zusätzlich zu den vorstehend beispielsweise angegebenen grenzflächenaktiven Mitteln können auch verschiedene anionische, nichtionische ■> s und kationische grenzflächenaktive Mittel verwendet werden.

Es ist möglich, als Schutzkolloid eine wasserlösliche makromolekulare Substanz, wie sie weiter oben erwähnt worden ist, vor, während oder nach der m> Polymerisation zuzusetzen. Der auf diese Weise gebildete wäßrige Latex kann ebenfalls erfindungsgemäß eingesetzt werden.

Der Hauptgrvnd für die Verwendung von SBR bei der Durchführung der Erfindung besteht darin, daß die « charakteristischen Eigenschaften eines Films aus einer Mischung aus SBR mit PVA in der Weise verbessert werden, daß die normale Bindefestigkdt von verbundenem Holz sowie die Wasserbeständigkeit der erhaltenen Bindung erhöht werden. Der zweite Grund besteht <■" darin, daß durch Verwendung eines SBR-Latex, dem eine Carboxylgruppe oder ein Salz einer derartigen Gruppe, eine Hydroxylgruppe oder eine Amino-, Amid-, Sulfonsäuren Isocyanat- oder Epoxygruppe hinzugefügt worden ist, auf Grund einer derartigen funktioncllen <■·> Gruppe mit einer Verbindung reagieren kann, die wenigstens zwei Isocyanatgnuppen enthält und in die Klebemasse eingemengt wird Auf diese Weise wird eine wasserunlösliche vernetzte netzähnliche Struktur gebildet, die eine Bindung ergibt, welche in ausgezeichneter Weise wasserbeständig ist. Der dritte Grund besteht darin, daß durch die Verwendung eines derartigen SBR-Latex es möglich ist, die Feststoffkonzentration bei einer Viskosität innerhalb eines solchen Bereiches zu erhöhen, daß keine Schwierigkeiten bei der Verarbeitung auftreten, wobei eine Klebemasse erhalten wird, die sich gut aufbringen läßt und eine stark verbesserte Anfangsbindefestigkeit zeigt. Daher wird erfindungsgemäß die Verwendung eines wäßrigen Latex bevorzugt

Die Konzentration des PVA in der wäßrigen Lösung schwankt vorzugsweise zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent Der erfindungsgemäß eingesetzte PVA kann einen Polymerisationsgrad zwischen 300 und 2500 sowie einen Verseifungsgrad von 80 bis 100 Mol-% aufweisen. Vorzugsweise wird ein PVA mit einem hohen Verseifurgsgrad eingesetzt

Die wäßrige PVA-Lösung kan.~-_: ynter Verwendung von heißem Wasser hergestellt werden !m Falle eines in kaltem Wasser löslichen PVA ist es möglich, zuerst ein Additiv oder einen Füllstoff einzumischen und dann den PVA in Wasser unmittelbar vor dem Aufbringen aufzu'äsen.

Wird eine wäßrige Emulsion eines Vinylacctuipoiymeren und/oder ein wäßriger Latex eines Buuidicnpulymeren verwendet, dann schwanken die Konzentrat!» nen an PVA in der wäßrigen Emulsion oder in dem Latex vorzugsweise zwischen 5 und 20 Gew.-%.

Das Mischverhältnis von PVA (Feststoffgehalt) zu der wäßrigen Emulsion oder dem Latex (Feststoffgehali) schwankt vorzugsweise zwischen 5 und 2000 Gew.-% und insbesondere zwischen 10und 1000Gew.-%.

Erfindungsgemäß ha/idelt es sich bei der Isocyanatverbindung öder bei dem Polymeren um ein Molekül, das mehr als zwei Isocyanatreste aufweist, wie beispielsweise Tolylendiisocyanat (TDl), hydrieries TDI. ein Trimethylolpropan (TMP) — TDI-Addukt, Triphenvlmethantriisocyanat (TTI), Methylen-bis-diphenylisocyanat (MDl), hydriertes MDI, Hexamethylendiisocyanat, Xyloldiisocyanat, M'-Dicyclohexylmeihandiisocyanat oder dergleichen.

Ferner kann ein gemischtes System aus einem Polyisocyanat und einem Polyol, beispielsweise eine Mischung aus Polyolen, wie z. B. Polyestern oder Polyethern mit Hydroxygruppen und einem Überschuß an Isocyanat, verwendet werden.

Ferner ist es möglich, ein Vorpolymersystem einzusetzen, beispielsweise ein Vorpolymeres mit NCO-Endgruppen, insbesondere ein Vorpolymeres, das teilweise aus einem Polyol und einem Überschuß an Pol/ijocyanat polymerisiert worden ist, oder ein Vorpolymeres mit OH-Endgruppen, das teilweise aus einem Überschuß an Polyol polymerisiert worden ist, wobei ein derartiges Vorpolymeres mit einem Überschuß an der vorstehend erwähnten Mischung vor dem Aufbringen vermischt wird.

Das Mischungsverhältnis der Isocyanatverbindung oder des isocyanatpolymeren zu PYA (Festsioffgehalt) und/oder der Emulsion und/oder dem Latex (fcststoffgehalt) in der erfindungsgemäß eingesetzten Mischung schwankt zwischen 0,1 und 200 Gew.-%, insbesondere zwischen 1 und 2P0 Gew.-%. Im Falle von Sperrholz ist es besonders vorzuziehen, einen Bereich von 0,5 bis 2(X) Gew.-% und vorzugsweise von 10 bis 150 Gcw.-% einzuhalten.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Lösungs-

mittel, welches die isocyanatverbindung oder das Polymere auflöst, um eine Flüssigkeit bei Zimmertemperatur, wobei beide Löslichkeiten, und zwar diejenige des Lösungsmittels in Wasser sowie diejenige von Wasser in dem Lösungsmittel unterhalb 5 Gew.-% bei einer Temperatur zwischen 20 und 30" C liegen müssen.

Typische Beispiele für Lösungsmittel sind aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder Mischungen davon als Hauptkomponente (beispielsweise Toluol, XyJoI, Benzol, Benzin, Kerosin, Ligroin, Tetralin, Decalin, Terpentinöl, Pineöl, flüssiges Paraffin, Alkylbenzole etc.), halogcniertc Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Methylenchlorid, Chlorbenzol, Chlortoluol sowie Brombenzol etc.), Ketone (beispielsweise Methylisobutylketon. Methyl-n-amylketon, Methyl-n-hexylketon, Athyj-n-butylketon, Di-n-propylkeion, Acetophenon etc.), Äther (beispielsweise Isopropyläthcr, Methylphcnyläther, Äthylbenzyläther sowie Furan etc) niedere aliphatische Ester (beispielsweise Essigsäureisopropyiestcr, Essigsäurebutylcsier, Propionsäurebutylester etc.). Phthalsäureester (beispielsweise Phthalsaurebutylestcr, Phthalsiuredioctylester, Phthalsäurebutylbenzylesicr etc.). Ölsäureester, Adipinsäureester, Azelainsäureester, Sebazinsäureester, Stearinsäureester, Benzoesäureester, Abietinsäureester, Oxalsäureester sowie Phosphorsäureester, öle, ie sich hauptsächlich aus höheren aliphatischen Säureesten», wie z. B. Rizinusöl, zusammensetzen, sind ebenfalls verfügbar.

Besitzt das Lösungsmittel ein aktives Wasserstoffatom als Carboxy-, Hydroxy- oder Aminogruppe in dem Molekül, dann reagiert dieses Wasserstoffatom beim Vermischen mit der Isocyanatverbindung oder mit dem Polymeren ohne weiteres, wodurch die Wasserwiderstandsfähigkeit vermindert wird. Verdünnte Isocyanatlösungen, die aus aktiven Wasserstoff enthaltenden Lösungsmitteln hergestellt werden, sind erfindungsge-

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mau UIlWIlR>«nu niluCJCIKlu lal ».a m « «ι,».,«, Mi ***.■,-«.■■ das Lösungsmittel keinen aktiven Wasserstoff enthäli, möglich, die Konzentration der Isocyanatverbindungen oder des Polymeren in der Lösung auf die unterste Grenze zu vermindern, bei welcher die Isccyanatlösung noch gleichmäßig in Wasser dispergiert werden kann. Unter Berücksichtigung der Wasserfestigkeitswirkung sowie der Dispergierungswirkung ist es zweckmäßig, die Isocyanatverbindung oder das Polymere in einer solchen Menge in einem Lösungsmittel aufzulösen, die zwischen 10 und 400 Gew.-% oder darüber liegt und insbesondere zwischen 50 und 300 Gew.% schwankt

Da der Siedepunkt des Lösungsmittels schwanken kann, ist es ferner zweckmäßig, ein Lösungsmittel auszuwählen, das den jeweils eingehaltenen Verfahrensund Verwendungsbedingungen entspricht

Wird beispielsweise das erfindungsgemäß verwendete Gemisch als Klebstoff für Sperrholz eingesetzt, dann ist es zweckmäßig, nichtflüchtige Lösungsmittel mit Siedepunkten von mehr als 200⁰C zu verwenden, wie beispielsweise Dibulylphthalat, Dioctylphthalat, ölsäuremethylester oder dergleichen, um eine Geruchsbiidung zu vermeiden, da der Wärmepreßzyklus zur Durchführung der Bindung unter Umgebungsbedingungen durchgeführt wird In diesem Falle verbleiben diese Lösungsmittel in der Klebstoffschicht und wirken als Weichmacher. Ist es jedoch unerwünscht, daß Lösungsmittel in der KJebstoffschicht zurückbleibt, dann sollte ein Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt verwendet werden.

Die Wirkung des Lösungsmittels in dem Klebstoff besteht darin, daß Isocyanat gleichmäßig in einer wäßrigen Lösung, Emulsion oder Latex, die bzw. der PVA, Vinylacetatpoiymeres oder Butadienpolymeres enthält, zu dispergieren und die Isocyanatgnippen gegenüber einem direkten Kontakt mit den Wassermo- < lekülen in einer Emulsion zu schützen.

Um einen Klebstoff in Form einer gleichmäßigen Dispersion zu erhalten, ist es besser, während der Zugabe der Lösung der Isocyanatverbindung oder des Polymeren in dem Lösungsmittel zu der wäßrigen

in Lösung oder Emulsion oder dem Latex kräftig zu rühren.

Vorzugsweise wird ein anionisches grenzflächenaktives Mittel einem Gemisch zugesetzt das aus einer wäßrigen Lösung, Emulsion oder einem Latex aus PVA,

i< Vinylacetatpolymerem oder Butadienpolymerem und einer hydrophoben Lösung des lsocyanats besteht. Durch die Zugabe eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels wird die Wasserwiderstandsfähigkeit erhöht, eine Veränderung der wasserwidersiandsfahig-

2» keit mit der Zeit vermindert, eine Blasenbildung herabgesetzt, die Viskosität der Klebstofflösung stabilisiert und außerdem die Herstellung einer emulgierten Lösung erleichtert. Die gewöhnliche Lebensdauer eines Klebstoffes aus einer wäßrigen Lösung, einem Latex

Jj oder einer Emulsion von PVA, eines Vinyiacetatpoiymeren oder eines Butadienpolymeren in Mischung mit einer Isocyanatverbindung oder einem Isocyanatpolymeren wir»i nach dem erfindungsgemäßen Verfahren merklich erhöht.

κι Für die erfindungsgemäßen Zwecke eignen sich anionische grenzflächenaktive Mittel am besten. Kationische, nichtionische oder amphotere oberflächenaktive Mittel zeigen eine relativ geringe Wirkung im Vergleich zu einem anionischen grenzflächenaktiven Mittel. Ein ksticnisches "renzflächsnsktives Mit*"! ü**° ~*-»-» *■>«. schleunigende Wirkung auf die Reaktionsgeschwindig-}r Alt aijg tu£st*i*£k ^tA Kl^iminn /Up lLÜc^kttn«* ■·■■■· Blasenbildung erhöht wird, was eine schlechte Stabilität des fertigen Produktes zur Folge hat Jedes grenzflä-4ii chenaktive Mittel kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden, und zwar unabhängig von der chemischen Struktur des grenzflächenaktiven Mittels. Die anionischen grenzflächenaktiven Mittel, die zur Durchführung der Erfindung eingesetzt werden können, sind beispielsweise Carbonsäuresalze, wie beispielsweise Seifen von aliphatischen Säuren, Salzen oder dergleichen. Schwefelsäureestersalze, wie beispielsweise Salze von Schwefelsäureestern mit höheren Alkoholen, Schwefelöle, Schwefelfettsäu- >ii reester, Schwefelolefine oder dergleichen. Sulfonsäuresalze, wie beispielsweise Alkylbenzolsulfonsäuresalze, Alkylnaphthalinsulfonsauresa&e, Alkylsulfonsäuresalze, ügninsulfonsäuresalze oder dergleichen, Phosphonsäureestersalze, wie beispielsweise Phosphonsäureester 5* höherer Fettsäuren oder dergleichen.

Die Konzentration des grenzflächenaktiven Mittels kann zwischen 1 und 100 Gew.-% und insbesondere zwischen 2 und 4 Ge*.-%, bezogen auf das Gewicht des PVA, Vmylacetatporymeren oder Butadienpolymeren, schwanken. Bei einer Verwendung in Mengen von weniger als 1 Gew.-% wird die Wirkung des grenzflächenaktiven Mittels nicht erzielt Bei einer Verwendung in großen Mengen von mehr als 10 Gew.-% hat das grenzflächenaktive Mittel unerwünschte te Wirkungen zur Folge, beispielsweise eins Kcagulierung der Emulsioa Der Grund, weshalb eine Zugabe eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels die Stabilität der erfindungsgemäß verwendeten Mischung

ίο

verbessert, ist nicht bekannt Ohne sich an eine Theorie oder an einen Mechanismus binden zu wollen, kann man derzeit annehmen, daß grenzflächenaktive Moleküle an der Oberfläche der emulgierten Teilchen absorbiert werden, wobei IsocyanatmolekGle daran gehindert werden, in einen direkten Kontakt mit Wassermoleküler zu treten. Auf diese Weise wird eine Isocyanatversetzung gehemmt, so daß die emulgierte Lösung eine erhöhte Stabilität besitzt

Ferner können in den erfindungsgentiB eingesetzten Gemischen andere Additive enthalten sein. Die Wirkungsweise der Additive besteht nicht nur darin, das Ausmaß des Haftens zu verbessern, vielmehr werden auch die Wasserfestigkeit sowie das Anfangsklebevermögen verbessert, wenn eine Umsetzung mit den anderen Komponenten des Gemisches, insbesondere mit dem Isocyanat, erfolgt.

Additive, die für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden können, sind Weizenmehl, Stärken, extrahiertes Sojabohnenpulver, Blutpulver sowie andere Additive, wie sie beispielsweise in Harnstoffharzen eingesetzt werden. Von diesen Additiven werden Mehl und Stärken bevorzugt, da sie die Wasserwiderstandsfähigkeit erhöhen, mit dem Isocyanat reagieren und darübe hinaus von solchem Charakter sind, daß sie, obwohi sie in kaltem Wasser nicht wie eine Klebstoffpaste sind, in einen derartigen Zustand durch Erhitzen während des Verbindens überführt werden.

Ferner können den erfindungsgemäß als Klebstoffe eingesetzten Gemischen Füllstoffe zugemengt werden. Die Wirkung der Füllstoffe besteht nicht nur darin, ein übermäßiges Eindringen der Gemische in das Holz zu verhindern, vielmehr tragen sie auch zu einer besseren Wasserfestigkeit und zu einer günstigeren Anfangshaftfestigkeit durch Umsetzung mit dem isocyanat bei.

Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise organische Substanzen, wie z. B. Kolzpuiver oder das rüivcf von Walnußschalen etc, femer kommen alle organischen Substanzen, wie beispielsweise Ton, Kaolin, Talk etc. in Frage.

Wenn auch die zugemischte Menge der Additive oder Füllstoffe von dem jeweiligen Endverwendungszweck abhängt, so können das Additiv oder der Füllstoff im allgemeinen in einer Menge zwischen 10 und 100 Gcw.-%, bezogen auf das Gewicht der Lösung, des Latex oder der Emulsion, die bzw. der PVA, ein Vinylacetatpolymeres oder ein Butadienpolymeres enthält, schwanken. Das Additiv oder der Füllstoff wird vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 50 Gew.-% zugesetzt wenn der Klebstoff für Sperrholz eingesetzt wird. Diese Additive und Füllstoffe können einzeln oder in Mischungen eingesetzt werden. Es ist am zweckmäßigsten. Additive und Füllstoffe zu kombinieren.

Ferner kann den erfindungsgemäß als Klebstoffe eingesetzten Gemischen ein Beschleuniger zugemischt werden, beispielsweise Borsäure, Aluminiumsulfat, Alaun, Chromborat oder dergleichen, ferner kann man ein die Viskosität erhöhendes Mittel zugeben, wie z. B._ Hydroxyäthylzellulose, CarboxymethylzeUukwe, Methylzelhilose oder Salze von Polyacrylsäure.

Ferner können die erfindungsgemäß als Klebstoffe eingesetzten Gemische ein Wasserglas (wäßrige Lösung von Natrium- oder Kaliumsilikat) oder dergleichen enthalten, um das Trocknen zu verzögern.

Es ist auch möglich den ernndungsgemäS verwendeten Gemischen ein formalinartiges hitzehärtendes Harz zuzumischen, beispielsweise Harnstoff und/oder ein Melamin/Fonnalin-Harz.

.1'I

Die Gemische können durch Kaltverpressen als Klebstoffe unter Erzielung einer ausreichenden Haftfestigkeit verwendet werden.

Es ist jedoch zweckmäßig, eine Heißpreßbehandlung durchzuführen, um eine bessere Wasserwiderstandsfähigkeit und ein besseres Haften zu erzielen.

Hauptsächlich werden die Gemische als Klebstoffe für die Herstellung von Sperrholz oder zur Verarbeitung von Sperrholz verwendet, sie können jedoch auch zur Durchführung anderer Schreinerarbeiten eingesetzt werden, desgleichen zur Herstellung von aus Einzelteilchen bestehenden Brettern oder gerippten Kartons. Ferner kann das Haften von Metallfolien, Papier, Fasern oder dergleichen unter ihrem Einsatz verbessert werden.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sofern nicht anders angegeben ist. beziehen sich alle Prozent- und Teilangaben auf das Gewicht.

Beispiele 1 bis 4

Es werden vier Arten eines als Klebstoff verwendeten Gemisches mit verschiedenen Lösungsmittclartcn hergestellt. Diese Lösungsmittel bestehen aus Dioctylphthalat, Dibutylphthalat, Toluol sowie Methylenchlorid. Ein Isocyanat, das zu der MDI-Reihe gehört, wird zuerst mit diesen Lösungsmitteln unter Bildung von 50%igen Lösungen verdünnt Dann wird jede Lösung unter kräftigem Rühren einer 10% ige η wäßrigen Lösung eines Polyvinylalkohol mit einem Polymerisationsgrad von 1750 und einem Verseifungsgrad von 98,5 Mol-% in einer Menge von 200%, bezogen auf den Feststoffgehalt des PVA, zugesetzt, worauf 200% Ton, bezogen auf den Feststoffgehalt an PVA, zugefügt werden.

Unter Verwendung dieser vier Gemische wird Sperrholz aus drei einzelnen Brettern mit Dicken von 0,7, 1,4 und 0,7 mm unter folgenden Bedingungen hergestellt:

Menge des verwendeten Gemisches 326 g/m^J Kaltverpressen: 10 kg/cm² während einer

Zeitspanne von 20 Minuten Heißverpressen: 10 kg/cm² während einer

Zeitspanne von I Minute

bei 120° C.

Die erhaltenen Klebefestigkeiten in lauwarmen Wasser sind in der folgenden Tabelle I zusammengefußt.

	Π	Lösungsmittel	23 39 222	1	0,02 Gew.-%	Löslichkeit des Wassers im Lösungsmittel	12	Holzbruch %
Tabelle I		Dioctylphthalat		0,01 Gew.-»/,, 20C	1,00 Gew.-·/., 20C		6
Beispiel Nr.	Dibutylphthalal	Siedepunkt Löslichkeit des desLösungs- Lösungsmittels mittels in Wasser	0,047 Gew.-%, 16 C	0,46 Gew.-%, 20 C	Klebefestigkeit in lauwarmem Wasser	30
I	Toluol	34OC	2 Gew.-%, 20C	0,15 Mol-%, IOC	10,2 kg/cm²	27
2	Methylcndichlorid	339 C		0,17 Gew.-%, 25 C	12,3 kg/cm²	34
3	Vcrgleichsbcispicl	1I0.6C		14,0 kg/cm²
4		40,4 C		14,4 kg/cm²
		Vergleichsbeispiel 2

Die vorstehenden Beispiele I bis4 werden wiederholt mn der Ausnahme, daß ein Latex aus einem Carbonsä ure^ruppen enthaltenden SBR mit einem Fcststoffgehalt V(Hi V)CiVV/.-Wn, der mit Wasser auf einen Feststoffgehiilt von IOCiew.-% verdünnt worden ist. anstelle einer I(»"/eigen wäßrigen Polyvinylalkohollösung verwendet wird. Die erhaltenen Klebstoffe werden zur Herstellung von Sperrholz verwendet und die Klebefestigkeit nach der in den Beispielen I bis 4 beschriebenen Methode gemessen. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengefaßt:

Ivicyanai

Klebefestigkeit in lauwarmem Wasser

HoIzbruch

Diociylphlhalat
Dihiiiylphlhalat
Toluol
Meihylenehlorid

6,0
7,3
8.0
7.5

0 10 15 10 :<> Ein Klebstoff ohne PVA wird zu Vergleichszwecken mit dem Klebstoff gemäß Beispiel 5 hergestellt, wobei eine Emulsion, die 50Gew.-% eines Äthylen/Vinylacelat-Copolymeren, das frei von PVA ist, ans;e!le der Emulsion verwendet wird, die 50Gew.-% Äthylen/Vi-

:< nylacetat-Copolymeres und 5 Gew.-% PVA gemäß Beispiel 5 enthält. Die Klebefestigkeit wird nach der in Beispiel 5 beschriebenen Methode ermittelt, wobei folgende Werte festgestellt werden:

.«> Klebefestigkeit in normalem Zustand:

10,5 kg/cm^J(1029 kPa), Holzbruch 60%

Klebefestigkeit in lauwarmem Wasser: 4.5 kg/cm² (441 kPa). Holzbruch 10%

Die vorstehenden Hrgebnhsc zeigen, daß Polyvinylalkohol eine bessere Klcbcfcstigkcit in warmem Wasser bedingt als der Carboxylgruppen enthaltende SBR bei einem Linsat/ unter gleichen Bedingungen.

Beispiel 5

10 Teile einer Mischung aus einem Addukt aus Tolylendiisocyanat mit Trimethylolpropan und Dibutylphthalat in einem Verhältnis von 1 :1 wird unter starkem Rühren zu 100 Teilen einer Emulsion zugesetzt die 50 Gew.-% eines Copolymeren von Äthykn/Vüiylacetat und 5 Gew.-% PVA enthält Anschließend werden 2JS Teile Holzpulver, die durch ein 0,075-mm-Sieb gesiebt worden sind, 2J5 Teile Weizenmehl, 23 Teile Ton und 15 Teile Wasser zugesetzt Das hergestellte Gemisch wird nach einem längeren Rahren wie in Beispiel I getestet

Die beobachtete Haftfestigkeit in einem Sperrholz ist wie folgt:

Haftfestigkeit in normalem Zustand:

1509 kPa. Holzbruch 89%
Haftfestigkeit in lauwarmen Wasser:

1392 kPa. Holzbruch 61 %.

Beide Festigkeiten liegen oberhalb 686 kPa, der untersten zulässigen Grenze-

Beispiel 6

Um die Anwendbarkeit des Gemisches als Klebstoff zur Herstellung von Holzwerk zu testen, wird das Gemisch gemäß Beispiel 2 in der Weise untersucht, daß Sperrholz aus drei einzelnen Brettern mit jewei'- einer Dicke von 1 mm hergestellt wird, wobei 239 g/m² des Klebstoffs verwendet und ein Kaltverpressen unter einem Druck von 98OkPa während einer Zeitspanne von 30 Minuten durchgeführt wird.

Die Haftfestigkeit wird nach einem Altern während einer Zeitspanne von 1 Tag ermittelt Die entsprechenden Werte sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt

Tabelle II Verwendetes Haftfestigkeit in Haftfestigkeit in Lösungsmittel normalem lauwarmem Zustand Wasser

(Holzbroch, %) (Holzbruch, %)

Dibutylphthalat 1480 kPa (62) 1019 kPa (18)

Vergleichsbeispiel 3

Zuerst wird eine lOgewkhtsprozentige Lösung von PVA mit einem Polymerisatkmsgrad von 1700 uad e&sm Verseifungsgrad von 98 Mol-% auf drei einzelne Bretter mit einer Dicke von jeweils 1 mm aufgebracht und durch Verdampfen des Wassers getrocknet Dann werden die Bretter mit einer 10%igen Lösung von

Hexamethylendiisocyanat in Toluol beschichtet und sofort aufeinandergestapelt und anschließend unter einem Druck von 98OkPa während einer Zeitspanne von 10 Minuten zur Herstellung eines Sperrholzes verpreßt Die festgestellte Haftfestigkeit, und zwar sowohl bei Zimmertemperatur als auch in lauwarmen Wasser, ist zu gering, um von einem geeigneten Sperrholzprodukt sprechen zu können.

Beispiel 7

25 g Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 500 und einem Verseifungsgrad von 98,7 Mol-%) werden in 100 g Wasser unter Erhitzen aufgelöst. 100 g eines Styrol/Butadien-Latex (mit einem Feststoffgehalt von 48%, der aus 45% Styrol und 55% Butadien besteht) und 15g Weizenmehl werden aufeinanderfolgend dieser Lösung zugesetzt und gründlich eingemischt, wobei eine weitere Suspension erhalten wird Dann werden 163 g eines Trimethylolpropantoiyjendiisocyanatadduktes in Form einer 45%igen Athylacetatlösung der Suspension zugesetzt, worauf gründlich vermischt wird, um das Addukt in der Suspension zu verteilen. Die erhaltene Klebestoffmasse (es sind ungefähr 40 Minuten nach der Zugabe der Isocyanatverbindung verstrichen) wird auf Furniere aufgeschichtet (3 Furniere mit jeweils 1 mm Dicke, wobei die Gesamtdicke 3 mm beträgt), und zwar in einer Menge von 3489 g/m², worau'die Furniere aufeinandergestapelt und während einer Zeilspanne von 15 Minuten stehengelassen werden. Dann wird das Gefüge kalt unter einem Druck von 98OkPa während einer Zeitspanne von 10 Minuten und heiß unter einem Druck von 980 kPa während einer Zeitspanne von 1 Minute bei 120⁰C verpreßt. Die Bindefestigkeit wird nach der JAS-Methode 383 (Japanese Agricultural Standard. >i:-:..— _f .ι λ _^~.!...,. „„ι c.._ui_u) *.™,;it.»lt η;»

ιτιιΐίοτι j vri ιιη. πει ivuitui %· αιινι ι νι \r-a\j j **» »■■■**«·■*· u··^

Ergebnisse sind in der Tabelle JII zusammengefaßt. Tabelle IH

	BincIeiTestigkeit, kPa	I minimal	Durch
	maximal		schnitt
		1940	2165
Normale Bindefestigkeit	2411	1176	1441
Bindefestigkeit nach	1607
einer Warm- und Kalt
wasserbehandlung

Lösung von Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 1700 und einem Verseifungsgrad von 87 Mol-%, wobei die PVA-Konzentration 15 Gew.-% beträgt) vermischt, worauf 50 g Ton und 27 g Wasser zugesetzt werden. Die Mischung wird »ut vermischt. Die erhaltene Lösung wird mit 10 g einer 60%igen Lösung vonTriphenylmethantriifocyanat in Älhylacetat vermischt, wobei kräftig gerührt wird. Auf diese Weise wird ein erfindungsgemäß verwendetes Gemisch erhalten.

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wird ein Sperrholz hergestellt, worauf die Bindefestigkeit ermittlet wird Dabei werden die in der Tabelle IV zusammengefaßten Ergebnisse festgestellt.

Bemerkung: Der Wert der Bindefestigkeit wird in der Weise bestimmt, daß die Messung unter Verwendung von 15 Teststücken durchgeführt wird.

Die anfängliche Bindefestigkeit (temporäre Bindefestigkeit) ist ausgezeichnet Es wird kein Abschälen beobachtet

Beispiel 8

500 g eines Carboxylgruppen enthaltenden Styrol/ Butadien-Latex (der sich aus 52 Gew.-% Styrol und 48 Gew.-% Butadien zusammensetzt und einen Carboxy!- gruppengehalt von 40 Miliimol pro 100 g Feststoff aufweist, wobei der Feststoffgehalt 50% beträgt) werden mit 176 g einer getrennt hergestellten wäßrigen

Tabelle IV	Bindcfcstigkeit. kPa maximal minimal	1685 1225	Durch schnitt
	2019 1470		1852 1313
Normale Bindefestigkeit Bindefestigkeit nach einer Warm- und Kalt wasserbehandlung

Bemerkung: Der Wert der Bindefestigkeit wird in der Weise durchgerührt, dall die Messung unter Verwendung von IU Teststücken durchgeführt wird.

Beispiel 9

25 g Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 400 und einem Verseifungsgrad von ö7 Mol-%) werden unter Erwärmen in 100 g Wasser aufgelöst, worauf 35 g eines Styrpl/Butadien-Laicx (Styrol/Butadien-Gewichtsverhältnis 35/65; Carboxy I-gruppengehalt 20 Millinol pro 100 g feststoff; Feststoffgehalt 50%) und 25 g Gipspulver (das durch ein 0,70-mm-Sieb hindurchgeht) nacheinanderfolgend der vorstehend angegebenen Lösung zugesetzt werden. Die Mischung wird gut vermischt, worauf die erhaltene Lösung mit 22 g eines Trimethylolprogan/Toiylendiisocyanatadduktes (45%ige Lösung in Äthylacetat) versetzt wird Die Mischung wird kräftig unter Bildung eines Gemisches gerührt.

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wird ein Sperrholz unter Verwendung der auf diese Weise erhaltenen Masse hergestellt Die Teststücke werden in Wasser mit einer Temperatur von 25° C während einer Zeitspanne von 20 Tagen eingetaucht, worauf sie während einer Zeitspanne in einem Exsikkator getrocknet werden, der sich auf einer Temperatur von 40⁰C befindet Nach der JAS-Methode werden die normale Bindefestigkeit sowie die Bindefestigkeit nach einer Warm- und Kaltwasserbehandlung bestimmt

Man stellt fest daß die normale Bindefestigkeit 1607 kPa und die Bindefestigkeit nach einer Warm- und Kaltwasserbehandlung 1000 kPa beträgt

Beispiel 10

25 g eines Poiyvinylalkohols (mit einem Polymerisationsgrau von 7GG und einem Verseifungsgrad von 99 Mol-%) werden unter Erwärmen in 100 g Wasser aufgelöst worauf 60 g eines Styrol/Butadien- Latex (Styrol/Butadien-Gewichtsverhältnis von 65/35; Carb-

oxylgruppcngehalt 70 Millimol pro 100 g Feststoff; Tabelle VI

Feslstoffgchalt 50%). 40 g Holzmehl, das durch ein

0.10-mm-Sicb hindurchgehl, und 15 g Wasser der vorstehend angegebenen Lösung zugesetzt und gründlich unter Ausbilduur; einer Dispersion vermischt s werden. Die erhaltene Dispersion wird mit 12^ g eines Isficyanatpolymcrcn (40%igc Lösung in Toluol) ver-

SCI7.S. worauf die Mischung gründlich vermischt und

kräftig gerührt wird, um ein erfindungsgemäß verwendetes Gemisch zu erhalten. Ill

In der gleichen Weise wie in Beispiel 12 wird ein Sperrholz hergestellt Die Bindefestigkeit wird bestimmt, wobei folgende Ergebnisse erhalten werden:

Bindefestigkeit: ^

Normale Bindefestigkeit (Durchschnittswert von 10 Testslücken): Bindefestigkeit von 1891 kPa mit einem Holzbruchprozentsatz von 94;
Bindcfestigkeii nach einer Warm- und Kaltwasserbehandlung (Durchschnittswert von 10 Teststük- _1(l kcn): BimJcfcsiigkeii von 1332 kPa nm einem Holzbruchprozentsatz von 23.

Im Falle von Testslücken aus einem Sperrholz, das unter Verwendung eines Klebstoffes hergestellt worden ist. der frei von der Isocyanatverbindung ist, erfolgt ein ^ Abschälen durch die Warm- und Kaltwasserbehandlung.

Viskosität (CPS₁20 Q Menge der Blasen (10 Stunden)

20 Minuten 4 Stunden (% der Emulsion)

Mit Natrium- 4500 5300 5

dioctyisulfo-

succinat Aus dieser Tabelle ist zu ersehen, daß die Emulsion, die Natriumdioctylsulfosucrinat enthält, eine sehr geringe Zunahme der Viskosität zeigt, wobei außerdem eine geringe Menge an Blasen gebildet wird.

Beispiel 11 Beispiel 12

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Ausnahme, daß verschiedene Typen von grenzflächenaktiven Mitteln zugesetzt werden. Veränderungen der Wasserwiderstandsfähigkeit der erhaltenen Filme, die Viskosität der Emulsion sowie die Blasenbildung in der Emulsion in Abhängigkeit von der Zeit werden gemessen. Wie aus der Tabelle VII hervorgeht, verbessern anionische grenzflächenaktive Mittel merklich die vorstehenden Eigenschaften der Filme und Emulsionen.

3 Teile PVA werden in Wasser unter Erhitzen aufgelöst, worauf 0,2 Teile eines anionischen grenzflächenaktiven Mittels (Natriumisoctylsulfosüccinat) der .'* wäßrigen Lösung zugesetzt und gut eingemischt werden. Dann werden 15 Teile der Dioctylphthalatlösung von 75% eines boeyanats unter Rühren während einer Zeitspanne von 5 Minuten zur Gewinnung einer cmulgierten Lösung zugemischt. Aus der erhaltenen w Emulsion werden Filme nach verschiedenen Zeitspannen von 03 und 10 Stunden bei 20⁰C nach der Herstellung der Emulsion hergestellt Die Wasserwidersiandsfähigkcit der Filme (Löslichkeit der Filme in Wasser) wird gemessen. Die Ergebnisse sind in der 4-> Tabelle V zusammengefaßt.

Tabelle V

Slch/.cit der Emulsion 0
(Stunden)

Löslichkeit des Films 1,7%
in Wasser

3 10

2,4% 2,5%

Bedingungen der Filmherstellern^: 120⁰C, I Minute, Heißver

pressen

Bedingungen des Filmaufltacns: Kochendes Wasser mit

einer Temperatur von 100⁰C während einer Zeitspanne von 2 Stunden.

Die Viskositätsveränderung der Emulsion sowie die '■' Menge der in der Emulsion zu verschiedenen Zeitpunkten gebildeten Blasen gehen aus der folgenden Tabelle Vl hervor.

Tabelle VII

Grenzflächenaktives Mittel

Löslichkeit d. Films (%)

OStd.

lOStd.

Viskosität
(CPS, 20 C)

20 Min.

Anzahl der Bissen nach 10 Stunden

4SId.

Erfindungsgemiße
Beispiele

Vergleichsbeispiele

anionisches grenz- 2,4

flächenaktives Mittel aus Nalriumdioctyisulfosuccinat

anionisches grenz- 2,5

flächenaktives Mittel aus dem Natriumsalz . von Spermalkoholschwefelsäureester

anionisches grenz-

flächenaktives Mittel aus Natriumdodecylbenzolsulfat

kationisches grtnz- 4,2 flächenaktives Mittel aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid

kationisches grenz- 6,4 flächenaktives Mittel aus Hexadecyldimethylbenzylammonium- chlorid

nichtionisches grenz- 4,1 flächenaktives Mittel aus Polyoxyäthylenmonolaurat

Beispiel 13

Zu 100 Teilen einer wäßrigen Lösung von 10% PVA (Polymerisationsgrad 1700, Verseifungsgrad 98 Mol-%) werden 15 Teile einer Dioctylphthalatlösung eines 70%igen lsocyanats sowie 20 Teile Ton von Dioctylsulfosuccinat in einer Menge von 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Mischung, zugesetzt, worauf gründlich vermischt wird.

Klebetests werden unter Verwendung eines Sperrholzstückes mit einer Dicke von 3 mm (aus drei Platten, von denen jede 1 mm dick ist) unter den nachstehend geschilderten Bedingungen durchgeführt Die Bedingungen sowie die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle VIII zusammengefaßt:

Tabelle VIII

Viskosität CPS
(3OQ

O²) 6Std.²)

Haftfestigkeit¹) O²) 6Std.²)

kPa

Mit Natrium- 4900

dioctylsulfo-

succinat

5100

1307

1274

3500

3 800

4200 10500

3800 8500

25

7300 >100000 >200

16400

26000

>200

4300

29000

180

') Haftfestigkeit in heißem oder kaltem Wasser. ²) Zeit nach der Herstellung der Klebstoffemulsicn.

Menge des Klebstoffuberzugs: 30g/30 x 30 cm². HeiBverpreisen: Temperatur 120 C, Zeit 60Sekundcn.

Beispiel 14

Herstellung eines Polyvinylchlorid bedeckten Sperrholzes

Die folgenden Komponenten u), b), c) und d) werden miteinander vermischt:

a) 40 Teile einer Äihylcn/Vinylacciut-Polymcmmil sion mit einem Fcststoffgehalt von 50%.

b) 60 Teilt: einer Äthylcn/Vinylaceiai Copolymeremulsion (Feststoffgchalt: 55%, Polyvinylalkohol gehalt: 4%, bezogen auf das F'eststoffgewieht).

c) lOTeils einer 12%igcn wäßrigen Lösung von l'oly vinylalkohol (Polymerisationsgrad 17(K). Verse; fungsgrad: 88 Mol-%) und

d) 10 Teile Toluol.

Dann werden 10 Teile einer 80%igcn Lösung von Äthylen-bis-diphcnylisocyanat in Dibutylphlh;il;it Teilen der vorstehenden Mischung zur Herstellung des Klebstoffs A) zugesetzt. Ein anderer Klebstoff wird in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben

stellt, mit der Ausnahme, daß die Komponente c) weggelassen wird. Dieses letztere Produkt wird als Klebstoff B) bezeichnet

Jctler der vorstehend beschriebenen Klebstoffe A) und B) wird auf ein Sperrhob, mit einer Dicke von 53 mm in einer Menge von 120 g/m² aufgebracht Dann wird eine weiche Polyvinylchloridfolie (mit einer Dicke von 02 mrn) auf das Sperrholz aufgebracht, worauf unter einem Druck von 3 kg/cm² 8 Stunden lang bei Zimmertemperatur verpreßt wird. Auf diese Weise wird ein mit Polyvinylchlorid überzogenes Sperrholz hergestellt dessen Abschälfestigkeit gemessen wird. Die Ergebnisse gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor:

Eingesetzter Klebstoff	A)	B)
Ahschälfcstigkeit
(kg/25 mm Breite)¹)
in normalem Zustand²)	4,2	43
in einem feuchten	4.0	3,i
Zustand nach einer
Warmwasser- und
Kaltwasserbehandlung¹)
Kricchbcsiändigkeil⁴)	6 Minuten	3 Minuten

wendung des Klebstoffs A) eine höhere Wasserbeständigkeit und Kriechbeständigkeit erzielt wird.

Beispiel 15
Herstellung von Dekorationssperrholz

Es werden folgende Komponenten a), b), c) und d) miteinander vermischt

10

') Die Abschalfcstigkcit ist die Bruchfestigkeit pro 25 mm Breite bei einem vertikalen Ab/.ichcn der Polyvinylchlondfolic mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/Minute.

"') Die Abschälfcsiigkcit wird unter normalen Umgebungsbedingungen gemessen.

') Die Abschälfestigl: it wird in einem feuchten Zustand nach einer Behandlung gemessen, die darin besteht, die Testslücke in wann« Wasser mit einer Temperatur von M)±3"C 3 Stunden einzutauchen und sie dann auf Zimmertemperatur abkühlen zu lassen.

') '/.cn. die verstreicht, bis die Polyvinylchloridfolie in einer Länge von 20 mm beim Anlegen einer Belastung von WO g bei 60°C an ein Teststück mit einer Breite von 25 mm abgeschält wird.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß durch Ver-

a) 30 Teile eines Styrol/Butadien-Copolvmerlatex (Feststoffgehalt: 50%),

b) 29 Teile I4%iger wäßriger Polyvinylalkohollösung (Polymerisationsgrad: 1700, Verseifungsgrad

fcö MoI-%),

c) 10 Teile Calciumcarbonat, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0.15 mm hindurchgeht und

d) 30 Teile Siliciumdioxid, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm hindurchgeht

Die vorstehende Mischung wird mit 15 Teilen einer 80%igen Lösung von Metiiylen-bis-disphenylisocyanat in Dibutylphthalat zur Gewinnung des Klebstoffs C) versetzt Ein anderer Klebstoff wird in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Komponente b) durch 20 Teile Wasser ersetzt wird. Dieses letztere Produkt wird als Klebstoff D) bezeichnet Die jeweiligen Klebstoffe werden auf ein Sperrholz mit einer Dicke von 53 mm in einer Menge von 350 g/m² aufgebracht Ein Furnier mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 35% sowie einer Dicke von 0.2% wird auf die mit dem Klebstoff beschichtete Seite des Sperrholzes aufgebracht Dann wird das Gefüge unter einem Druck von 10 kg/cm² 30 Minuten bei ZirniTicricinpcraiur und aiischücucnd unter einem Druck von 10 kg/cm² 2 Minuten bei 110⁰C zur Gewinnung eines dekorativen Sperrholzes verpreßt Die Eigenschaften des Produktes sind folgende:

Sperrholz, das unter
Einsatz des Klebstoffs C)
erhalten worden ist

Sperrholz, das unter
Einsatz des Klebstoffs D)
erhalten worden ist

in warmes Wasser mit ungefähr
MTC" während .1 Stunden und anschließendes
Abkühlen :iuf Zimmertemperatur

Eintauchen in siedendes Wasser während
4 Stunden, Trocknen bei 60°C während 16
.Stunden und zweites Eintauchen in siedendes
Wasser während 4 Stunden

Trockner? bei 80°C während 2 Stunden und
dann bei -20"C während 2 Stunden (zweimal wiederholt)

Beispiel 16
Herstellung eines Schichtholzes

lis werden folgende Komponenten a), b) und c) vermischt:

;i) 30 Teile eines Styrol/Butadien-Copolymerlatex mit einem f'eststoffgehalt von 50%,

es wird kein Abschälen beobachtet

es werden keine Risse auf der
Furnieroberfläche beobachtet

es wird kein Abschälen beobachtet

die Hälfte des Teststückes hat sich abgeschält

es werden Risse auf 40% der Oberfläche beobachtet

en b) 42 Teile einer 17%igen wäörigen Lösung von Polyvinylalkohol (Polymerisationsgrad.· 1700, Verseifungsgrad:88 Mol-%)und

c) 25 Teile Calziumcarbonat, das durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm hindurch-

ft5 geht.

Die vorstehende Mischung wird mit 20 Teilen einer 80%igen Lösung von Methylen-bis-diphenylisocyanat

in Dibutylphthalat zu Gewinnung des Klebstoffs E) vermischt. Ein anderer Klebstoff wird in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Komponente b) durch 35 Teile Wasser ersetzt wird. Das zuletztgenannte Produkt wird als Klebstoff F) bezeichnet Jeder Klebstoff wird auf Birkenholz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10 Gew.-% und einer Dicke von 10 mm in einer Menge von 250 kg/ cm² aufgebracht, worauf ein anderes Birkenholz auf das zuerst genannte Birkenholz mit dem aufgebrachten Klebstoff aufgebracht wird. Dann wird das Gefüge unter einem Druck von 15 kg/cm² 12 Stunden bei Zimmertemperatur zur Gewinnung eines Schichtholzes verpreßt. Die Ergebnisse gehen aus der folgenden Tabelle hervor.

Schichtholz, das durch	Schichtholz, das diirrä
Einsatz des Klebstoffs E)	Verwendung des
erhalten worden ist	Klebstoffs F) erhallen
	worden ist

Scherfestigkeit in normalem Zustand¹)
(Holzbruch)

Scherfestigkeit nach einer Behandlung
in siedendem Wasser²)
(Holzbruch)

218 kg/cm²
(21374 kPa)
(77%)

67 kg/cm²
(6569 kPa)
(45%)

190 kg/cm²
(18629 kPa)
(50%)

43 krJcm²
(421i,kPa)
(0)

') Gemessen durch Einwirkenlassen einer Kraft an die miteinander verbundenen Birkenstückc in entgegengesetzten Kivhiuiigcn

an den mit Klebstoff verbundenen Grenzflächen.
²J Gcmessem nach der unter ') beschriebenen Methode, jedoch nach v:inem Eintauchen des Teststückes in siedendes Wasser während 4 Stunden. Trocknen bei 60°C während 20 Stunden, erneutes Eintauchen in das gleiche siedende Wasser während

4 Stunden und Trocknen bei WC während 3 Stunden.

Beispiel 17

Herstellung eines laminierten Holzes

Die folgenden Komponenten a), b), c) und d) werden miteinander vermischt:

a) 20 Trile einer Polyvinylacetatemulsion (Feststoffgehalt: 50%),

b) 20 Teile eines Styrol/Butadien-Copolymerlatex (Feststoffgehalt: 50%),

c) 42 Teile einer 17%igen wäßrigen Polyvinylalkohollösung (Polymerisationsgrad: 1700, Verseifungsgrad:88 Mol-%)und

d) 30 Teile Calciumcarbonat. das durch ein Sieb mit M> einer lichten Maschenweite von 0.15 mm hindurchgeht.

Dann werden 20 Teile einer 80%igcn Lösung von Methylen-bis-diphenylisecyanat in Dibutylphihului /u

35 100 Teilen der vorstehenden Mischung zur Gewinnung des Klebstoffs G) zugesetzt. Ein anderer Klebstoff wird nach der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Komponente c) Jurch 35 Teile Wasser ersetzt wird. Dieses Produkt wird ;iis

40 Klebstoff H) bezeichnet. Jede Klebstoffmas.sc wird nuf ein Birkenholzstück zur Gewinnung eines laminierten Holzes nach der in dem Zusatzbeispiel 3 beschriebenen Weise aufgebracht. Die Scherfestigkeit de^c laminierten Holzes wird nach der in Zusatzbeispiel 3 beschriebenen

•»5 Methode gemessen.

Schichtholz, das unter	Schichtholz, das Hinter
Verwendung des Klebstoffs G)	Verwendung des
hergestellt wodcn ist	Klebstoffs H) hergestellt
	worden ist

Scherfestigkeit in normalem Zustand
(Holzbruch)

Scherfestigkeit nach einer Behandlung

in siedendem Wasser

(Holzbruch)

215 kg/cm²
(2108OkPa)
(85%)

95 kg/cm²
(9412 kPa)
(60%)

173 kg/cm²
(16962 kPa)
(79%)

80 kg/cm²
(7844 kPa)
(40%)

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verwendung eines Gemisches aus

a) einer wäßrigen Lösung eines Polyvinylalkohole mit einer Polyvuiyialkoholkonzentration zwischen 5 und 20 Gew.-%.

b) einer hydrophoben Lösung einer Isocyanatverbindung und/oder eines Isocyanatpolymeren und gegebenenfalls

c) Füllstoffen, üblichen Zusätzen, einer wäßrigen Emulsion eines Vinylacetatpolymeren und/oder eines wäßrigen Latex eines Butadienpolymeren, wobei das Mischungsverhältnis der Isocyanatverbindung und/oder des Isocyanatpolymeren zu dem Polyvinylalkohol und/oder der Emulsion und/oder dem Latex, bezogen auf den Feststoffgehalt, 0,1 bis 200 Gew.-% beträgt.